حسگر نوری سبز جهت ردیابی و اندازه گیری نیتریت در نمونه های زیست محیطی

حسگرهای شیمیایی نوری (اپتود) جایگاه مهمی در زمینه تحقیقاتی شیمی تجزیه دارند، به دلیل استفاده آنها در زمینه‌های مختلف دانش بشری. مطالعه این حسگرها همچنین جذاب است، زیرا به ما امکان می‌دهد تحلیل‌های درون زنده و نظارت در محل را انجام دهیم. تعیین یون‌های نیتریت به عنوان گونه‌ای با پتانسیل سرطان‌زایی در مرکز توجه دانشمندان تحلیلی است تا روش‌های ساده، سریع، مقرون به صرفه و دوستدار محیط زیست تولید کنند. در این کار یک حسگر نوری جدید، ساده، با هزینه کم و حساس برای تعیین یون‌های نیتریت بر اساس محصور کردن زعفران (Crocus sativus L.) به عنوان یک ماده حساس طبیعی بر روی غشاء تری‌استیلوسلولز توسعه یافته است.

واکنش انتخابی زعفران و یون‌های نیتریت در محیط اسیدی به صورت فوتومتری کنترل شد و تغییرات جذب در طول موج ۴۴۰ نانومتر به عنوان سیگنال تحلیلی ثبت شد.تأثیر متغیرهای مؤثر بر عملکرد اپتود شامل فرآیند فعال‌سازی تری‌اکتیل‌سلولز، غلظت زعفران، زمان پاسخ و تأثیر قدرت یونی مورد بررسی و بهینه‌سازی قرار گرفت. در شرایط بهینه، سنسور دارای دوام خوب و زمان پاسخ کوتاهی با دامنه دینامیک خطی ۱.۰ × ۱۰-۳ تا ۵۰.۰ میکروگرم در میلی‌لیتر و حد تشخیص ۷.۰ × ۱۰-۴ میکروگرم در میلی‌لیتر بود. اندازه‌گیری‌های تکراری بر روی محلول حاوی ۵.۰ میکروگرم در میلی‌لیتر یون نیتریت انجام شد و RSD (n=5) معادل ۴ درصد به دست آمد. تأثیرات یون‌ها و گونه‌های مختلف بر سیگنال تحلیلی نیز مورد بررسی قرار گرفت و کاربرد روش پیشنهادی در تعیین یون نیتریت در بسیاری از نمونه‌های واقعی مانند آب لوله‌کشی و آب چاه نتایج رضایت‌بخشی را ارائه داد.

Optical chemical sensors (optode) have important place in the analytical chemistry research area because of their use in different fields of human knowledge’s. The study of these sensors is also attractive since they allow us to perform in vivo analysis and in situ monitoring. Determination of nitrite ions as a potentially carcinogenic species is in the core attention of the analytical scientists to produce simple, fast, cost effective and environmental friendly approaches.

In this work a new simple, low cost, and sensitive optical sensor has been developed for determination of nitrite ions based on the immobilization of saffron (Crocus sativus L.) as a natural sensing reagent on the triacetylcellulose membrane. Selective reaction of the saffron and nitrite ions in the acidic media was monitored photometrically and absorption changes in the wavelength of 440 nm were recorded as analytical signal. The influence of effective variables on the optode performance including triacetylcellulose activation process, concentration of saffron, response time and the effect of ionic strength were studied and optimized.

In the optimum conditions, the sensor has good durability and a short response time with linear dynamic range of 1.010-3 – 50.0 μg mL-1 and detection limits of 7.010-4 μg mL-1. Reproduce determinations were done on the solution containing 5.0 μg mL-1 nitrite ion and RSD (n=5) of 4 % was obtained. The effects of various ions and species on the analytical signal were also studied and application of the proposed method in the determination of nitrite ion in many real samples such as tap and well water gave satisfactory results.